大型油浸式变压器空、负载综合试验设备及方法技术

大型油浸式变压器空、负载综合试验设备，大型油浸式变压器空、负载综合试验设备分为试验电源部分和测量系统；试验电源部分包括通过线路依次连接的感应调压器、中间变压器、油浸式密集型补偿电容器组及试验控制系统；测量系统包括精密测量电流互感器、电压互感器及功率分析仪。能够对110kV和220kV电压等级变压器现场进行空载和负载损耗测量试验，能够完成变压器空载电流测量、变压器空载损耗测量、变压器空载谐波测量、变压器短路阻抗测量以及变压器负载损耗测量，并具有空、负载损耗测量试验结果自动计算功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高压电气设备试验
，尤其涉及IlOkV和220kV电压等级油浸 式变压器空载和负载试验的现场应用装置。
技术介绍
变压器空载和负载试验是油浸式电力变压器的重要试验项目。空载试验一般从电 压较低的绕组施加额定电压、额定频率的正弦波，其他绕组开路，在此条件下测量变压器损 耗和励磁电流。通过空载试验可以检验变压器磁路上是否存在缺陷。负载试验一般在变压 器高压绕组施加额定频率的交流电压，使该绕组内的电流达到额定值，低压侧绕组短路，其 他绕组(如果有）开路，测量变压器的负载损耗和短路阻抗。负载试验可以确定变压器的运 行指标是否满足标准、技术协议的要求，同时，负载试验也为变压器的温升试验奠定基础。 但在实际现场中，由于被试变压器容量较大，尤其对大型油浸式电力变压器来说， 所需现场试验电源的容量很大，因此每次试验都需要庞大的试验设备投入，不仅占地面积 大，而且运输、搬运、接线都很不方便，同时也增大了试验测量和计算的误差。近几年国内外 有研究机构对油浸式变压器空负载试验成套设备进行了尝试性研究，但由于试验设备容量 不够、测量精度不高以及控制系统不完善等原因，未见广泛推广于实际生产中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，能 够对IlOkV和220kV电压等级电力变压器现场进行空、负载损耗测量试验，具有空、负载损 耗测量试验试验结果自动计算功能，以及补偿电容器组投入电压组合及容量组合的自动计 算、控制功能。 本专利技术的技术方案是： 大型油浸式变压器空、负载综合试验设备，大型油浸式变压器空、负载综合试验设备分 为试验电源部分和测量系统；试验电源部分包括通过线路依次连接的感应调压器、中间变 压器、油浸式密集型补偿电容器组及试验控制系统；测量系统包括精密测量电流互感器、电 压互感器及功率分析仪。 采用所述的大型油浸式变压器空、负载综合试验设备的综合试验方法： 采用油浸式密集型补偿电容器组进行感性无功补偿，降低试验电源的容量；负载试验 电容器组补偿方案步骤如下： 1、 确定被试品的短路阻抗_及试验额定电流I1H; 2、 根据试验额定电流的百分数/&%来确定要施加的电压(7^及电流%，gp3、 根据|§的值选择中间变压器的档位、PT的档位、电容器电压档位，根据|^的值选择 CT的档位； 4、 选择调压器容量=电源容量/I. I (本专利技术方案考虑10%的容量裕度)，则调压器容量 百分数=选择调压器容量/调压器额定容; 5、 调压器输出电流=调压器额定电流X调压器容量百分数； 6、 中间变压器输出电流=调压器输出电流/中间变压器变比； 7、 电容器需要补偿的电流=? -中间变压器输出的电流； 8、 选择电容器的补偿容量X电容器需要补偿的电流X步骤3中选择的电容器 档位下额定电压。 通过空载试验，测量变压器的空载损耗_和空载电流百分比·同时可以求 取：变压器的变比?、变压器的励磁参数茂和;空载试验可以在变压器的任何一 侧进行；把电流表串联在变压器线圈侧； 空载试验时，调节外加电压为额定值读取电压表读数?ρ?υ;电流表读数 功率表读数g;在忽略相对较小的空载直流电阻损耗和绝缘介质损耗条件下，变压器 的空载损耗等于铁心损耗，即;在忽略相对较小的漏阻抗压降||_条 件下，空载阻抗即为励磁阻抗； 因此，根据空载测量结果可以得到：对于三相变压器，根据试验测得的三相功率、线电压和线电流，分别求出每相的数值 后，再用式（1)~(6)来计算变压器的励磁参数，变压器变比用相电压来计算。 空载试验在低压侧进行，即低压侧加电压，高压侧开路。 通过负载试验求取变压器的负载损耗2?和短路阻抗即变压器的短路电压百 分值比1??，同时可以得到变压器的短路参数.和g ;负载试验也可以在变压器的任 何一侧进行，为了减小电压的测量误差，接线时把电压表和功率表的电压线圈并联在变压 器线圈侧； 负载试验时，缓慢升高外加电压，直到短路电流达到额定值即4=1@，立即读取电 压表读数^、电流表读数4和功率表读数@，然后切断电源；测得的§称为负载损耗， 又称为短路损耗，它等于一、二次绕组电阻上的铜损耗，即;测得的一次 侧电压?/纟称为短路电压，又称为阻抗电压，它等于额定电流在短路阻抗上产生的压降，即 5?;??，则短路电压百分值比为 负载试验在高压侧进行，即高压侧加电压，低压侧短路。 本专利技术采用油浸式密集型补偿电容器组进行感性无功补偿，降低试验电源的容 量，使大型油浸式变压器现场进行空负载测量成为可能，本专利技术的控制系统采用可编程逻 辑控制器配合上位计算机的形式，以实现所有对于感应调压器、中间变压器及精密测量互 感器等试验设备的控制，满足现场测量要求。 本专利技术的优点： 第一，能够对IlOkv和220kV电压等级变压器现场进行空载和负载损耗测量试验，能够 完成变压器空载电流测量、变压器空载损耗测量、变压器空载谐波测量、变压器短路阻抗测 量以及变压器负载损耗测量，并具有空、负载损耗测量试验结果自动计算功能； 第二，采用高精度功率分析仪LMG 500,实现电压和电流测量输入之间组延迟<3ns (采 样率3M/s)，在低功率因数下保证了非常高的测量水准，基本精度达：±(读数的0. 01% +量 程的0. 02%)，相角误差在50Hz时〈1 μ弧度； 第三，具有补偿电容器组投入电压组合及容量组合的自动计算、控制功能，显著降低了 对现场试验电源容量的要求； 第四，试验控制系统采用可编程逻辑控制器配合上位计算机的形式，人机界面友好，简 单易操作； 第五，设备安装改造方便，试验方式灵活多变。【附图说明】 图1是本专利技术的电气设计图； 图2是本专利技术的空载试验单相接线图； 图3是本专利技术的空载试验等效原理图； 图4是本专利技术的负载试验单相接线； 图5是本专利技术的负载试验等效原理图； 图6是图1中的一次回路原理图。【具体实施方式】 如图1、6所示，本专利技术的。其中， 大型油浸式变压器空、负载综合试验设备分为试验电源部分和测量系统。试验电源部分包 括感应调压器2、中间变压器3、油浸式密集型补偿电容器组4及试验控制系统；测量系统包 括精密测量电流互感器、电压互感器及功率分析仪。本专利技术的测量系统为大型油浸式变压 器空负载损耗测量设备。 如图6所示，虚线部分为本专利技术的一次回路原理图，由开关柜1、感应调压器2、中 间变压器3、补偿电容器组4、精密测量互感器5五部分组成，整个回路在感应调压器2的输 入侧开关柜内设置了交流接触器用于远程控制主回路的通断。 如图1所示，本专利技术二次控制系统采用可编程逻辑控制器配合上位计算机实现， 控制器上包含输入点与输出点。如图1所示，输入点从POO到P23共36个，输出点从P40 到P57共24个，其名称的计数方式均为16进制。输入点为外部控制器的接点，在接点与公 共端之间施加适当电压的电源后，控制器上的对应指示灯会亮起，其程序内的对应接点也 会动作，其全部36个接点平均分为2组，每组所有接点共享一个公共端即C0M，电源使用直 流24V。输入点一般用于交流接触器、限位开关及按钮等的状态指示，图1中右侧虚线框内 的内容均在开关柜外部。输出点为控制器内部编程控制的常开接点，如图1所不，其分为7 组，每组接点数量从1个到4个不等，每组内所有接本文档来自技高网...

【技术保护点】
大型油浸式变压器空、负载综合试验设备，其特征在于：大型油浸式变压器空、负载综合试验设备分为试验电源部分和测量系统；试验电源部分包括通过线路依次连接的感应调压器、中间变压器、油浸式密集型补偿电容器组及试验控制系统；测量系统包括精密测量电流互感器、电压互感器及功率分析仪。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，付刚，郑含博，王立楠，李予全，李晓纲，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，河南恩湃高科集团有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南;41